[发明专利]用于多挡纯电动汽车换挡过程的快速协调优化控制方法

摘要

本发明公开了一种用于多挡纯电动汽车换挡过程的快速协调优化控制方法，针对换挡过程在动力性和平顺性指标要求方面的矛盾，考虑电机、离合器执行机构饱和的约束，将有限换挡时间内电机主动配合问题描述为电机、离合器输出力矩的时域递减协调优化控制问题，利用极小值原理得到最优解的必要条件，并利用二分法求解最优拉格朗日算子，从而得出最优控制问题的解，即为最优控制输入作用于纯电动汽车的电机及变速器系统，完成本采样时刻的控制；开始新的采样时刻的优化求解循环，直至惯性相结束时刻。

主权项

一种用于多挡纯电动汽车换挡过程的快速协调优化控制方法，将换挡过程分为力矩相和惯性相，传动系主控逻辑单元得出汽车的升降挡使能控制信号，并给出同步器动作信号，电机和离合器控制选通信号以及换挡惯性相使能信号、力矩相使能信号和换挡初始时刻加速踏板开度初值信号，分别作用于同步器、电机期望力矩切换开关、换挡力矩相控制器、换挡惯性相控制器；在换挡力矩相控制器和换挡惯性相控制器作用下，均会给出控制离合器的离合器压紧力信号以及用于控制电机的电机力矩期望信号，分别经过离合器执行机构以及电机控制系统实现换挡过程对离合器和电机的同步协调控制；其特征在于，所述换挡惯性相控制器针对换挡惯性相控制问题，采用时域递减的滚动优化控制方式进行控制：在第一个采样时间，优化算法需要通过实时采集到的升/降挡信号、初始加速命令、车速、电机转速和离合器转速，由优化算法首先确定本次优化预测时域，并计算得到系统的期望电机力矩序列以及离合器压力控制信号序列，作为系统输入，然后提取控制序列的第一个元素，分别用于驱动电机系统和离合器系统，完成车辆换挡惯性相的控制；在下一个采样时刻，再次进行信号的实时采集，然后由优化算法更新优化预测时域，并再次完成优化计算；如此重复，在惯性相的每一个采样时刻得出控制最优序列，并用滚动优化方式，实现时域递减的实时优化控制。